中溫固體氧化物燃料電池電解質的制備與研究.pdf

1、中溫化是固體氧化物燃料電池(SOFCs)商業(yè)化發(fā)展的必然趨勢，在中溫下，具有高氧離子電導率和低活化能的電解質材料是固體氧化物燃料電池商業(yè)化的關鍵。磷灰石型硅酸鑭為氧離子導體，具有中溫電導率高、活化能低的特點，在很寬的氧分壓范圍內為純氧離子電導。Mg摻雜的磷灰石型硅酸鑭是目前磷灰石型硅酸鑭中氧離子電導率最高的材料之一。
　　本論文采用射頻磁控濺射法制備了Mg摻雜的磷灰石型硅酸鑭La10Si5.8Mg0.2O26.8電解質薄膜和未摻雜

2、的磷灰石型硅酸鑭La10Si6O27電解質薄膜。薄膜的物相、表面形貌、成分和厚度，分別采用XRD、SEM、EPMA和表而輪廓儀進行表征，研究了負偏壓、退火溫度、工作氣壓對薄膜組分和結構的影響。實驗結果表明，工作氣壓為0.9Pa，退火溫度為1100℃，不施加偏壓的Mg摻雜薄膜結構最佳。對于未摻雜薄膜，最佳參數(shù)為:無偏壓，工作氣壓為0.8Pa，退火溫度為1100℃。
　　本文以硝酸鹽及硅酸乙酯為原料，用檸檬酸和乙二醇作絡合劑，采用溶膠

3、-凝膠法制備了Mg摻雜的磷灰石型硅酸鑭粉體材料La10Si5.8Mg0.2O26.8，然后在200MPa下把粉料壓成直徑為(○)6mm的圓片，做最后燒結，主要研究燒結溫度對陶瓷片性能的影響。實驗結果表明，存900℃煅燒8小時所合成的La10Si5.8Mg0.2O26.8粉體為磷灰石型硅酸鑭。陶瓷片的XRD及SEM結果表明，在1550℃和1600℃下燒結的La10Si5.8Mg0.2O26.8陶瓷片中沒有雜相，致密度高，致密度分別為93.